考虑行为的港口物流作业多Agent分布式仿真优化研究

In recent years, production and quality accidents happen frequently. Thus, it is recognized that human behavior factors play important role in the production process. And, how to plan production with behavioral factors is a very difficult problem to be solved. Therefore, this issue is examined in this research, including: (1) to construct the simulation model of port logistics operations with behavioral factors; (2) to build a model for analyzing the impact of behavior on logistics operations; (3) to establish the method to optimize port logistics operations considering behavioral factors. In this study, a hybrid multi-agent simulation modeling approach combining discrete event simulation model and multi-agent model is proposed. This approach contains the "behavior agent" model, where the relationships between the environment - behavior - operation are considered. And a distributed simulation optimization method based on hybrid multi-agent simulation model is presented to address the problem. In this project, theories and methods of system modeling and simulation, distributed parallel computation and simulation optimization are integrated, to explore the port logistics operations modeling and simulation method, operating optimization method with behavioral factors. And our research can provide some new decision-making method for production planning and safety in port logistics enterprises under different environments.

近年来，随着各类生产事故及质量事件的日益频发，人们愈发认识到人的行为因素在生产过程中的重要作用。而在考虑行为的条件下如何合理安排生产是当前亟待解决的现实难题。为此，本项目以集装箱港口物流作业为对象，对此难题中的建模及优化方法等基础问题开展研究，包括：（1）构建考虑行为的港口物流作业仿真模型；（2）构建行为对作业影响的分析模型；（3）建立考虑行为的港口物流作业仿真优化方法。本项目提出离散事件仿真模型与多Agent模型结合的混合多Agent建模与仿真方法、考虑"环境－行为－作业"关系的行为Agent模型、基于混合多Agent仿真模型的分布式仿真优化方法解决此问题。本项目将系统建模与仿真、分布并行计算、仿真优化等理论方法交叉集成，对于解决考虑行为的港口物流作业建模与仿真方法、作业优化方法问题做了有益的理论探索，为港口物流企业在不同环境下合理安排生产、确保生产质量与安全提供了新的决策手段。

本项目以集装箱港口物流作业为对象，研究考虑行为的港口物流作业多Agent建模及其分布式优化方法等应用基础理论问题。在理论研究方面，研究内容包括：（1）构建考虑行为的港口物流作业仿真模型；（2）构建行为对作业影响的分析模型；（3）建立考虑行为的港口物流作业仿真优化方法。在应用研究方面，以中国的实际港口作业安全为应用对象，研究了港口作业的安全生产问题。本项目提出离散事件仿真模型与多Agent模型结合的混合多Agent 建模与仿真方法、考虑"环境－行为－作业"关系的行为Agent 模型、基于混合多Agent 仿真模型的分布式仿真优化方法。研究成果共发表论文10篇，其中国际学术杂志论文2篇。培养博士、硕士生12名，获得省部级高校研究成果一等奖1项。实现了预期研究目标。本项目的意义在于：它将基于agent的系统建模与仿真、分布并行计算、仿真优化等理论方法交叉集成，对于解决考虑行为的港口物流作业建模与仿真方法、作业优化方法问题做了有益的理论探索，为港口物流企业在不同环境下合理安排生产、确保生产质量与安全提供了新的决策手段。